CN109860491A - 电池连接器、用于车辆的能量存储器以及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将第一电池(100)的第一电池终端(110)分别与至少两个另外的电池(102、104、106)的电池终端(112、114、116)导电连接的电池连接器(118)，所述电池连接器包括导电的板元件(120)。在所述板元件内成形有：用于接触所述第一电池终端的第一接触区域(122)，和分别用于接触所述至少两个另外的电池的电池终端的至少两个另外的接触区域(124、126、128)，部分地围绕所述第一接触区域的至少一个第一切口(130)，所述第一切口布置在所述第一接触区域和所述至少两个另外的接触区域的相邻的接触区域之间，所述第一接触区域和所述至少两个另外的接触区域分别具有球冠形印痕。

Description

电池连接器、用于车辆的能量存储器以及制造方法
技术领域
本发明涉及用于将第一电池的第一电池终端分别与至少一个另外的电池的电池终端导电连接的电池连接器，涉及具有至少一个对应的电池连接器的用于车辆的能量存储器，涉及制造用于将第一电池的第一电池终端分别与至少两个另外的电池的电池终端导电连接的电池连接器的方法，以及涉及制造用于车辆的能量存储器的方法。
背景技术
本发明在下文中主要结合车辆内的能量存储器的电池描述。但本发明也可使用在将电电池相互连接的任何应用中。
电池，例如作为能量存储器使用在(插电式)混合动力车辆或电动车辆内的电池，通常包括多个电池单元，所述电池单元也仅简称为电池。每个电池单元具有至少一个负电极和至少一个正电极。为进行电池单元的电接触，电池单元通常对于电池单元的每个电极具有电池终端，所述电池终端与各对应配设的电极导电连接。所谓的电池连接器将各个电池单元通过电池终端相互电连接为电池模块。电池模块的数量可通过相应的电池终端或连接部借助于电池连接器接为也一般性地称为能量存储器的电池或电池组。
在电池连接器使用时的一个目标是将电池终端与电池连接器之间的接触过渡电阻保持为尽可能低。由此原因，电池连接器通常与电池终端焊接。电池终端在此情况下可在电池壳体上形成为插座状。焊接过程的挑战是与之相关的发热，所述发热可能损坏电池单元。因此，作为焊接的部分地替代，也采用双弯搭接(Durchsetzfügen)方法，以将电池终端与电池连接器导电连接，其中，能确定的是与焊接过程相比由于变形引起的发热低很多。另外的挑战是机械力，所述机械力在接触(与连接过程无关)期间可能作用到电池终端上。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，通过使用构造尽可能简单的方式将能量存储器的多个电池相连接，其中，降低对于电池的热影响，且同时在电池连接器和能量存储器的待以所述电池连接器连接的电池之间可形成具有低过渡电阻的可靠连接。
此技术问题通过独立权利要求的对象解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求、说明书和附图中给出。特别地，一个权利要求类别的独立权利要求也可类似于另一个权利要求类别的从属权利要求扩展。
根据本发明的用于将至少两个电池的各一个电池终端相连接的电池连接器包括板元件。在板元件中形成至少两个接触区域，即每个待连接的电池终端各一个接触区域。所述至少两个接触区域的每个具有球冠形印痕。至少两个接触区域的第一接触区域设置为用于接触至少两个电池的第一电池的第一电池终端。至少两个接触区域的第二接触区域设置为用于接触至少两个电池的第二电池的第二电池终端。电池可理解为用于能量存储器的电池单元，所述能量存储器尤其是用于车辆。电池终端分别与相应的电池的电极相连接。
有利地，此电池连接器设置为补偿电池的不同的高度公差，或补偿不同的电池的待连接的电池终端的不同的高度公差。各个接触区域的球冠形印痕在一点内实现了相应的电池终端和电池连接器的对应配设的接触区域之间的直接接触，且实现了在此接触点周围的小于等于随后的焊接过程所允许的公差的小的气隙，所述焊接过程用于将电池连接器的接触区域与相应的对应配设的电池终端连接。
电池连接器在每个终端上具有球形或球冠形印痕。球冠形印痕也可理解为圆帽形的印痕或圆帽形的凹部。在板元件的一侧上的球冠形印痕的凸起因此基本上对应于板元件的对置侧上的凹入。在此，接触区域上的壁厚基本上不变。通过印痕，电池连接器在限定的点处靠放到电池终端上。如果电池连接器与不同高度的电池或电池终端匹配，则通过球形或球冠形的印痕的展开防止了接触区域的接触面的单侧的升离。此外，通过印痕，也补偿了在电池终端的平行性方面的公差。对于用于将电池连接器与电池连接的焊接过程，因此保证围绕相应的接触区域靠放在电池终端的靠放面上的靠放点直至一定半径都不超过最大可允许的气隙。通过板元件在接触区域上或在球冠形印痕的区域上的基本上保持相同的壁厚，可与接触区域和电池终端之间的气隙协作，围绕靠放点实现对于焊接过程的过程可靠性。
球冠形印痕的直径可基本上等于对应配设的电池终端的直径。在此，可允许的偏差为直至20％。在此，球冠形印痕的直径与球冠形印痕的半径之比可为至少1:5。在此，半径理解为用于压印球冠形印痕的球或球冠的半径。直径理解为在板元件内呈现的直径，且因此所述直径限定了接触区域的大小。即意味着限定了印痕的球的半径r和通过球冠形印痕在板元件上呈现的圆的直径D。因此，球冠形印痕的半径比球冠形印痕的直径大至少五倍。比值尤其可为1:10或1:15或特别是1:20。因此，用于将电池连接器与电池终端连接的焊接过程所需要的气隙被保持在预先限定的公差区域内，即便电池连接器倾斜，也补偿电池或电池终端之间的高度公差。
至少三个接触区域的第三接触区域设置为用于接触至少三个电池的第三电池的第三电池终端。此外，在板元件内形成(第一)空隙。(第一)空隙部分地围绕第一接触区域。(第一)空隙布置在至少两个另外的接触区域的第一接触区域和相邻的接触区域之间。换言之，(第一)空隙布置在第一接触区域和第二接触区域之间，或替代地布置在第一接触区域和第三接触区域之间，布置在如下条件下进行，即相应的接触区域与第一接触区域直接相邻地布置。有利地，也仅需将很低的力施加到电池终端上，因为空隙导致相邻的接触区域相对于第一接触区域可具有弹性，且因此可简单地实现弹性变形。因此，电池连接器可以以低的下压力被压到每个电池终端上，且在此电池终端不发生机械过载。如果需要，电池连接器的区域可超出弹性范围发生塑性变形。
至少一个第一切口可形成为半圆形，且围绕对应配设的接触区域即第一接触区域的超过半周。
板元件可包括两个子板，所述子板通过辊轧结合覆层、双弯搭接、超声波焊接或电磁脉冲焊接相互对接。因此，第一子板可基本上具有第一材料，且第二子板可基本上具有第二材料。因此，第一材料例如可以是铜且第二材料例如可以是铝。作为材料，可从包括铜、铝、不锈钢的组和带有表面覆层的钢板中选择。第一材料和第二材料在此可与电池终端的材料匹配。例如，如果两个电池终端串联且两个另外的电池终端并联连接，且例如为电池的第一电极对应配设具有第一材料的电池终端且为电池的第二电极对应配设具有第二材料的电池终端，则可通过由不同材料制成的两个子板将板元件的材料或接触区域的材料与待接触的电池终端的材料相匹配。
电池连接器可具有第四球冠形印痕，所述印痕用于接触第四电池的第四电池终端的第四接触区域。在此，电池连接器可具有第二切口，所述第二切口处于第四接触区域和至少两个另外的接触区域的与所述第四接触区域相邻的接触区域(即第二接触区域或第三接触区域)之间。在此，第二切口可基本上形成为与第一切口相同。因此，第二切口可形成为半圆形，且围绕对应配设的接触区域(即第四接触区域或与所述第四接触区域相邻的接触区域)超过半周，。
电池连接器的接触区域可布置成行。因此，电池连接器的第一、第二、第三和第四接触区域可布置成行。在此，出现两个相互相邻的中间接触区域和与中间接触区域的各一个相邻的外侧的接触区域。在此，第一切口和第二切口可分别布置在一个中间接触区域和两个外侧的接触区域的与该中间接触区域的相邻的一个外侧的接触区域之间。在此，第一和第二切口分别围绕两个中间接触区域。
在带有偶数个接触区域的电池连接器的情况中，两个中间接触区域形成跷板。围绕这两个中间接触区域的空隙可成形为使得与两个中间接触区域分别相邻的两个外侧的接触区域通过跷板的中间区域柔性地连结到两个中间的接触区域。此柔性连结实现了弹性变形。形成跷板的板元件区域和外侧的接触区域之间的连接部分可超出弹性范围发生塑性变形。
如果电池连接器具有偶数个接触区域和偶数个切口，则接触区域可相互轴对称地布置。因此，如果电池连接器具有偶数个接触区域和偶数个切口，则接触区域可相对于沿电池连接器的纵向延伸的轴线轴对称地布置。补充地或替代地，如果电池连接器具有偶数个接触区域和偶数个切口，则接触区域可相对于横向于电池连接器的纵向延伸的轴线轴对称地布置，所述轴线布置在两个中间接触区域之间。在此，电池连接器的外部轮廓可偏离轴对称几何形状。
电池可以是电能存储器的能量电池。能量存储器可特别适合于使用在车辆内。因此，电池连接器特别适合于使用在车辆内，以将能量存储器的能量电池连接为电池模块。
用于车辆的能量存储器带有至少两个电池，所述电池分别具有至少一个电池终端且相互相邻布置，所述能量存储器包括在此所述的电池连接器的至少一个变体，所述电池连接器将至少两个电池终端即至少两个电池的各一个电池终端相互连接。待连接的电池的数量小于等于电池连接器的接触区域的数量。
能量存储器可具有带有第一电池终端的第一电池、带有第二电池终端的第二电池、带有第三电池终端的第三电池和带有第四电池终端的第四电池。四个电池在此可布置成行或并排布置，使得四个电池终端布置成行且通过电池连接器被相互连接。
用于将第一电池的第一电池终端与第二电池的第二电池终端导电连接的电池连接器的制造方法包括步骤“提供”和步骤“压印”。在步骤“提供”中提供导电的板材料。在然后的步骤“压印”中将各待形成的接触区域分别成形球冠形的印痕。
电池连接器可适合于连接至少三个电池，或适合于连接至少第三电池的第三电池终端。在步骤“压印”中造成至少一个第三球冠形印痕，所述第三球冠形印痕成形了第三接触区域。在带有至少三个接触区域的电池连接器的情况中，在步骤“成形”中在第一接触区域和与所述第一接触区域相邻的接触区域之间成形了至少部分地围绕第一接触区域的第一切口。步骤“压印”和“成形”可并行地或以任意的次序相继地执行。在步骤“成形”中，电池连接器的外部轮廓且替代地或补充地第一切口的外部轮廓可实施为冲压件。因此，电池终端可在冲压弯曲过程或在冲压成形过程中制成。
用于车辆的能量存储器的制造方法包括步骤“提供”、“布置”、“下压”和“焊接”。在步骤“提供”中，提供第一电池和第二电池。所提供的电池分别具有至少一个电池终端。因此，第一电池具有第一电池终端，第二电池具有第二电池终端，等。此外，提供在此所述的电池连接器的变体。在步骤“布置”的第一步骤中，将所提供的电池相互相邻地布置。在“布置”的第二个步骤中，将所提供的电池连接器定位在相互相邻布置的电池的电池终端上方。在然后的步骤“下压”中，在位于电池连接器的接触区域下方的电池终端的方向上压住所述电池连接器的接触区域，使得各接触区域实现与对应配设的电池终端的机械接触。如前文所述，如果电池连接器具有至少三个接触区域和至少一个切口，则在此发生电池连接器的部分的弹性变形或超出弹性范围的塑性变形。接触区域现在被保持在此位置中，以在随后的步骤“焊接”中将所述接触区域焊接到各对应配设的电池终端上。
通过接触区域的几何造型，特别地通过球冠形印痕，对于焊接过程保证距接触区域在电池终端上的靠放点的直至一定距离不超出事先限定的最大气隙。
接触区域的下压可通过焊接设备进行，所述焊接设备设置为执行至少步骤“下压”和步骤“焊接”。
作为步骤“焊接”的替代，可出现步骤“连接”或“对接”，其中，将接触区域与对应配设的电池终端持久地电连接且机械连接。
附图说明
下文中将通过参考附图解释本发明的有利的实施例。各图为：
图1示出了根据本发明的实施例的能量存储器的四个电池的三维图示；
图2示出了根据本发明的实施例的能量存储器的四个电池的侧视图；
图3示出了根据本发明的实施例的能量存储器的四个电池和将所述电池相连接的电池连接器的俯视图；
图4示出了根据本发明的实施例的电池的电池终端和电池连接器的接触区域的侧视图；
图5示出了根据本发明的实施例的能量存储器的四个电池和将所述电池相连接的电池连接器的三维图示；
图6示出了根据本发明的实施例的电池连接器的侧视图，图中带有用于模拟作用力的力箭头；
图7示出了根据本发明的实施例的电池连接器的三维图示；
图8示出了带有根据本发明的实施例的能量存储器的车辆的示意性图示；
图9示出了根据本发明的实施例的电池连接器的制造方法的流程图；和
图10示出了根据本发明的实施例的能量存储器的制造方法的流程图。
附图仅是示意性图示且仅用于解释本发明。相同的或作用相同的元件在总是具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了能量存储器108的四个并排布置的电池100、102、104、106的切口的三维图示。四个电池100、102、104、106分别具有布置在电池的一侧上且从电池100、102、104、106的壳体突出的电池终端110、112、114、116。电池100、102、104、106的每个具有至少一个负电极，即阴极，和正电极，即阳极。所述电极未图示，因为所述电极处于处于电池100、102、104、106的壳体内。所图示的电池终端110、112、114分别与电池的电极导电连接。
在图1中所图示的实施例中，第一电池100的第一电池终端110和第二电池102的第二电池终端112基本上由铝制成，且第三电池104的第三电池终端114和第四电池106的第四电池终端116基本上由铜制成。因此，第一电池终端110和第二电池终端112与相应的电池100、102的阳极连接，且第三电池终端114和第四电池终端116与相应的电池104、10的阴极连接。在另外的变体中，电池的两个电池终端也可以由相同的材料制成，这取决于相应的电池类型或取决于制造商。
图2在侧视图中示出了能量存储器108的电池100、102、104、106。在此显见由于电池的制造公差导致的不同的高度。如果要连接相应的电池，则此高度公差由电池连接器相应地补偿。
图3在俯视图中示出了电池连接器118，所述电池连接器118用于将第一电池100的第一电池终端110、第二电池102的第二电池终端112、第三电池104的第三电池终端114和第四电池106的第四电池终端116导电连接。电池连接器118布置在电池终端110、112、114、116上方。电池连接器118具有导电的板元件120。在板元件120内形成四个接触区域122、124、126、128。此外，板元件120具有两个切口130、132。第一接触区域122设置为用于接触第一电池终端110，第二接触区域124设置为用于接触第二电池终端112，第三接触区域126设置为用于接触第三电池终端114，且第四接触区域128设置为用于接触第四电池终端116。两个切口130、132设计为半圆形。切口是通过板元件120的缺口。第一切口130围绕第一接触区域122，第二切口132围绕第三接触区域126。因此，半圆形的切口130、132的开口相互朝向。第一切口130围绕对应配设的第一接触区域122超过半周，第二切口132围绕对应配设的第三接触区域126超过半周。因此，两个切口130、132部分地围绕两个中间的接触区域122、126。
接触区域122、124、126、128分别具有球冠形的印痕。因此，板元件120在接触区域122、124、126、128的区域内朝电池终端110、112、114、116的方向拱起。这在图4中的切口中清楚可见。
如参考图1已描述，电池终端110、112、114、116由不同的材料制成，以可将电池连接器118与电池终端110、112、114、116容易地焊接，更容易的是，使得电池连接器118的材料在相应的接触区域122、124、126、128中分别对应于对应配设的电池终端110、112、114、116的材料。因此，在图3中示出的实施例中，板元件120包括通过辊轧结合覆层相互对接的第一子板136和第二子板138。各两个接触区域122、124、126、128布置在一个子板136、138内。第一接触区域122和第二接触区域124形成在基本上由铝制成的第一子板136内，第三接触区域126和第四接触区域128形成在基本上由铜制成的第二子板138内。
如在图6中还可见，板元件120成形为使得两个中间的接触区域122、126，即第一接触区域122和第三接触区域126形成跷板140，且使得两个外侧的接触区域124、128，即第二接触区域124和第四接触区域128通过中部140的中间区域142柔性地连结到所述跷板140上。通过两个切口130、132限定且包括第一接触区域122和第三接触区域126的形成跷板140的板元件区域和外侧的接触区域124、128之间的连接部分144可超出弹性范围塑性变形。这在图6和图7中再次清楚可见。
接触区域122、124、126、128和切口130、132的布置在所图示的实施例中是轴对称布置。在此，电池连接器118相对于垂直于图面的、横向于电池连接器118的纵向延伸的轴线轴对称成形。接触区域122、124、126、128和切口130、132的布置在图示的实施例中也沿着与第一对称轴横向布置的、沿电池连接器118的纵向延伸的对称轴线轴对称布置。电池连接器118的外部轮廓相对于此第二对称轴不完全地轴对称，但在替代的实施例中也相对于此对称轴轴对称。
电池100、102、104、106与电池连接器118的布置是能量存储器108的一部分。
图4在侧视图中示出了切口，图中带有电池终端110、112、114、116和布置在其上的接触区域122、124、126、128。很好地可见接触区域122、124、126、128内的球冠形印痕。接触区域122、124、126、128在限定的点上靠放在电池终端110、112、114、116上。两个垂直的标记146示出了用于焊接连接的位置。标记146处于距电池终端110、112、114、116的中部的限定的距离处。在此，在电池终端110、112、114、116和电池连接器118的接触区域122、124、126、128之间保留了也称为气隙的窄间隙147。此间隙147的宽度小于对于电池终端110、112、114、116和电池连接器118的对应配设的接触区域122、124、126、128之间的焊接连接预先限定的公差范围。
球冠形印痕134的直径D在图4中示出的实施例中与球冠形印痕134的半径r的比值大致为1:15。在此，半径r理解为用于压印球冠形印痕134的球或球冠的半径r。直径D理解为在板元件120内呈现的且因此限定了接触区域122、124、126、128的大小的直径D。即意味着限定了印痕的球的半径r和通过球冠形印痕134在板元件上呈现的圆的直径D。球冠形印痕134的半径r比球冠形印痕134的直径D有利地大至少五倍。特别地，比值可为1:10或1:15或特别地1:20。
图5中的图示很大程度上对应于图3中在透视图示中所示的能量存储器108的切口。因此，可类似地适用关于图3的描述。
在此所示的实施例总是示出用于连接四个电池100、102、104、106的电池连接器118。但对于专业人员也清楚的是此原理也适合于用于连接三个电池或用于连接更多的电池的电池连接器118。为连接三个电池，可在想象中抛弃第四电池106、第四接触区域128和第二切口132。如果要根据相同的构思连接超过四个电池，则对于每个另外的电池也可要求另外的切口，所述切口围绕了位于更内侧的电池直至假想的“中心轴”。即，此切口具有半圆形的弓形部分，其中两个端部例如沿假想的“中心轴”的方向笔直地延长。因此，例如在用于六个电池的电池连接器118中，第三切口部分地围绕第一接触区域和第二接触区域和第一切口，且第四切口部分地围绕第三接触区域和第四接触区域和第二切口。
图6示出了作用到电池连接器118的力的仿真，其中认为所述电池连接器118将带有高度公差的四个电池100、102、104、106连接，如在图2中图示。电池连接器118在侧视图中图示。四个垂直的箭头代表了下压力148，所述下压力148通过在接触区域122、124、126、128的球冠形印痕的区域内的焊接过程导致。
很好地可见，功能上作为跷板140起作用的中间的接触区域122、126和弹性地连结到其上的外侧的接触区域124、128。两个外侧的接触区域124、128柔性地连结到跷板140上。
图7示出了在图6中所示的仿真，其中在电池连接器118上作用的应力在等轴侧透视图中图示。
图8示出了带有能量存储器108的车辆150的示意性图示。能量存储器108包括多个电池，所述电池通过在此所述的电池连接器118的变体被连接。
为更容易理解，在如下描述中保持参考图1至图8的附图标记。
图9示出了电池连接器118的制造方法的流程图，所述电池连接器118用于将至少三个电池终端110、112、114、116导电连接。在第一步骤S1中，提供导电的板材料作为板元件120。在步骤“压印”S2中，在板元件120内引入球冠形印痕，其中为每个接触区域122、124、126、128引入各一个球冠形印痕。在步骤S3中在板元件120内形成至少一个第一切口130，所述第一切口130部分地围绕至少一个第一接触区域122。在步骤“成形”中可成形另外的切口130、132，所述切口根据有多少个接触区域而形成。因此，对于四个接触区域122、124、126、128要求两个切口130、132。
图10示出了用于车辆150的能量存储器108的制造方法的流程图。在第一步骤S11中提供第一电池100、第二电池102以及至少一个第三电池104。电池100、102、104、106分别具有至少一个电池终端110、112、114、116。将所提供的电池100、102、104、106在随后的步骤S12中并排布置。此外，在步骤S13中将电池连接器118布置到电池终端110、112、114、116上。在步骤S14中将电池连接器118的接触区域122、124、126、128下压到接触区域122、124、126、128上，使得接触区域122、124、126、128的一部分与对应配设的电池终端110、112、114、116的一部分机械接触。然后，在步骤S15中将接触区域122、124、126、128与对应配设的电池终端110、112、114、116的一部分焊接。
因为前述详细描述的设备和方法是实施例，所以所述设备和方法可以以通常的方式由专业人员在另外的范围内修改，而不偏离本发明的范围。尤其，各个元件的相互机械布置和大小关系仅是示例。
附图标记列表
100 第一电池
102 第二电池
104 第三电池
106 第四电池
108 能量存储器
110 第一电池终端
112 第二电池终端
114 第三电池终端
116 第四电池终端
118 电池连接器
120 板元件
122 第一接触区域
124 第二接触区域
126 第三接触区域
128 第四接触区域
130 第一切口，第一空隙
132 第二切口，第二空隙
134 球冠形印痕
136 第一子板
138 第二子板
140 跷板
142 中间区域
144 连接部分
146 标记
147 间隙
148 下压力
150 车辆
Al 铝
Cu 铜
S1、S2、S3 方法步骤
S11、S12、S14、S14、S15 方法步骤

Claims (17)

1.一种电池连接器(118)，该电池连接器用于将第一电池(100)的第一电池终端(110)与第二电池(102)的第二电池终端(112)导电连接，所述电池连接器包括：
a.导电的板元件(120)，在所述板元件内成形有：
b.用于接触所述第一电池终端(110)的第一接触区域(122)，和
c.用于接触所述第二电池(102)的所述第二电池终端(112)的至少一个第二接触区域(124)，
d.其中，所述第一接触区域(122)和所述第二接触区域(124)具有球冠形印痕。
2.根据权利要求1所述的电池连接器，其中，所述球冠形印痕的直径(D)与半径(r)的比值为1:5，特别地为1:10，尤其是为1:20。
3.根据权利要求1或2所述的电池连接器，其中，所述球冠形印痕的直径基本上等于待接触的电池终端的直径。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电池连接器(118)，其中，所述板元件(120)包括由基本上不同的材料制成的两个子板(136、138)，尤其是分别来自包括铝、铜、不锈钢的组或带有表面覆层的钢板，其中，每个所述子板(136、138)包括所述接触区域(122、124、126、128)中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的电池连接器(118)，其中，两个子板通过辊轧结合覆层、双弯搭接、超声波焊接和/或电磁脉冲焊接相互对接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电池连接器，带有
a.具有球冠形印痕的至少一个另外的接触区域(126、128)以用于接触至少一个另外的电池(104、106)的电池终端(114、116)，和
b.处在所述第一接触区域(122)和至少两个另外的接触区域(124、126、128)的相邻的接触区域(124、126、128)之间的部分地围绕所述第一接触区域(122)的至少一个第一切口(130)。
7.根据权利要求6所述的电池连接器(118)，其中，所述至少一个第一切口(130)成形为半圆形且围绕对应配设的接触区域(122、124、126、128)超过半周。
8.根据权利要求6或7所述的电池连接器(118)，带有用于接触第四电池(106)的第四电池终端(116)的具有球冠形印痕的第四接触区域(128)，且带有处在所述第四接触区域(128)和至少两个另外的接触区域(124、126)的相邻的接触区域(124、126)之间的第二切口(132)。
9.根据权利要求8所述的电池连接器(118)，其中，所述四个接触区域(122、124、126、128)布置成行，且所述两个切口(130、132)分别布置在两个中间的接触区域(122、124、126、128)和两个外侧的接触区域(122、124、126、128)的相邻的接触区域(122、124、126、128)之间，其中，所述两个切口(130、132)分别围绕两个中间的所述接触区域(122、124、126、128)。
10.根据权利要求8或9所述的电池连接器(118)，其中，两个中间的所述接触区域(122、124、126、128)形成跷板(140)且所述两个切口(130、132)成形为使得两个外侧的所述接触区域(122、124、126、128)通过所述跷板(140)的中间区域(142)柔性地连结到所述跷板(140)上，其中，形成所述跷板(140)的板元件区域和外侧的所述接触区域(122、124、126、128)之间的连接部分(144)能够超出弹性范围发生塑性变形。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的电池连接器(118)，带有相互轴对称地布置的偶数个接触区域(122、124、126、128)和切口(130、132)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电池连接器(118)，所述电池连接器(118)使用在车辆(50)内并且/或者其中所述电池(100、102、104、106)是电能量存储器(108)的能量单元。
13.一种用于车辆(150)的能量存储器(108)，所述能量存储器(108)带有第一电池(100)和第二电池(102)，所述第一电池(100)和第二电池(102)分别具有至少一个电池终端(110、112)且相互相邻布置，且所述电池终端(110、112)通过根据前述权利要求中任一项所述的电池连接器(118)相互连接。
14.根据权利要求13所述的能量存储器(108)，所述能量存储器带有第三电池(104)和第四电池(106)，其中，所述第一电池(100)的第一电池终端(110)、所述第二电池(102)的第二电池终端(112)、所述第三电池(104)的第三电池终端(114)和所述第四电池(106)的第四电池终端(116)布置成行，且通过所述电池连接器(118)相互连接。
15.一种用于将第一电池(100)的第一电池终端(110)与至少一个另外的电池(102、104、106)的电池终端(112、114、116)导电连接的电池连接器(118)的制造方法，所述制造方法带有如下步骤：
a.提供(S1)用于板元件(120)的导电的板材料；
b.压印(S2)至少两个球冠形印痕，以成形第一接触区域(122)和至少一个另外的接触区域(124、126、128)以用于接触所述电池终端(110、112、114、116)。
16.根据权利要求15所述的制造方法，其中，在“压印”步骤中成形至少一个第三球冠形印痕作为至少第三接触区域(126)，且以“成形”步骤(S3)将部分地围绕所述第一接触区域(122)的至少一个第一切口(130)成形在所述第一接触区域(122)和至少两个另外的接触区域(124、126、128)的相邻的接触区域(124、126、128)之间。
17.一种用于车辆(150)的能量存储器(180)的制造方法，所述制造方法带有如下步骤:
a.提供(S11)第一电池(100)和第二电池(102)，所述第一电池和第二电池具有至少一个电池终端(110、112、114、116)以及根据权利要求1至8中任一项所述的电池连接器(118)；
b.将至少两个电池(100、102、104)相互相邻地布置(S12)；
c.将所述电池连接器(118)布置(S13)在相互相邻地布置的所述电池(100、102、104、106)的所述电池终端(110、112、114、116)上方；
d.将所述电池连接器(118)的接触区域(122、124、126、128)下压(S14)，使得所述每个接触区域(122、124、126、128)与一个对应配设的电池终端(110、112、114、116)机械接触；和
e.将各所述接触区域(122、124、126、128)分别焊接(S15)到对应配设的电池终端(110、112、114、116)上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101542842A (zh) * 2006-11-20 2009-09-23 株式会社Lg化学 用于将导电构件连接到设备的方法
JP2010055885A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Yazaki Corp 電源装置
DE102014108573A1 (de) * 2014-06-18 2015-12-24 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Vorrichtung für ein Batteriemodul
DE102016112430A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-07 E-Seven Systems Technology Management Ltd Platine, Batterie und Batterieanordnung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202016104759U1 (de) * 2016-07-06 2016-09-09 Astrit Hajzeraj Batterie und Verbindungsplatte für eine Batterie

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101542842A (zh) * 2006-11-20 2009-09-23 株式会社Lg化学 用于将导电构件连接到设备的方法
JP2010055885A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Yazaki Corp 電源装置
DE102014108573A1 (de) * 2014-06-18 2015-12-24 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Vorrichtung für ein Batteriemodul
DE102016112430A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-07 E-Seven Systems Technology Management Ltd Platine, Batterie und Batterieanordnung

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